普恩蛋白的另一面

在這世界上沒有絕對的是非善惡的存在

聽說又有一頭美國的牛隻被檢出帶有狂牛症的病原體。初次聽聞「狂牛症」一詞是在剛剛當老師時的1996年，這事發生在號稱民主先驅的英國，而英國政府居然企圖隱瞞疫情。沒隔多久就有科學家斷定此病的病原體並非我們所熟悉的微生物而是一種特殊的蛋白質，這個事實改寫了我們對病原體的認知範圍，因此這位科學家單獨獲頒1997諾貝爾生理醫學獎。

狂牛症的病原體稱為普恩蛋白(prion)；若在人體出現則會引發克洛茲菲德．雅各柏氏症(CJD)，此特殊病原體的恐怖之處在於普恩蛋白的超級穩定性。一般致病微生物沒有不怕熱的，但除非把整隻病牛給燒了，否則普恩蛋白並不會因熱而失去致病性。普恩蛋白還有一個令人頭痛的性質，它可以跨越不同物種。當初英國牛隻之所以出現病徵就是因為誤食了有搔癢症的病羊的屍體碎屑所致(據稱讓牛吃肉可以提升牛隻整體的經濟價值)，而人若誤食了病牛也會出現類似的病徵。因為普恩蛋白的這些特質讓狂牛症被某些歐洲媒體下了一個聳動的新聞標題：狂牛症 — 二十一世紀的黑死病。

然而這樣一個讓人聞之色變的蛋白質竟然也有它對生物體的良善面，你相信嗎？前期SCIENCE雜誌刊載(http://www.sciencemag.org/content/336/6079/355.abstract)了在酵母菌體內的普恩蛋白可以成為其對抗真菌劑的調控者，果真是世事無絕對。

普恩蛋白可以有兩種構型：溶解型與凝集型；在人體內凝集型普恩蛋白的累積就會造成CJD。這種環境變因誘發蛋白質構型的改變在細胞內是很常見的生理機制的調控者，例如植物的光敏素或是人體的血紅素，也因此科學家們早就懷疑普恩蛋白是否也存在著這樣的正面意義。科學家們發現，當酵母菌的生存壓力增加時(如遭遇抗真菌劑)會促進普恩蛋白的出現，從而改變體內固醇的代謝路徑，最終達成克服生存壓力的目的(如下圖)。

無普恩蛋白的酵母菌在培養皿中在以抗真菌劑處理(圖中白色濾紙)後出現澄清環代表酵母菌已遭消滅；有普恩蛋白的酵母菌則可對抗真菌劑而存活。

 

作者們相信這類在蛋白質層次上的應變機制可能廣泛分布在不同的細胞中以便應付多樣的環境壓力。因為，相較於對環境變化反應較慢的基因層次(environmental stress à DNA à RNA à protein à survival)，這種蛋白質層次的核外遺傳(epigenetic，environmental stress à protein à survival)顯然較能達成隨機應變的功效，而且還沒有產生有害基因突變的風險。